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JP2003004199A - Hydrogen cylinder and hydrogen gas storage method - Google Patents

Hydrogen cylinder and hydrogen gas storage method

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Publication number
JP2003004199A
JP2003004199A JP2001185385A JP2001185385A JP2003004199A JP 2003004199 A JP2003004199 A JP 2003004199A JP 2001185385 A JP2001185385 A JP 2001185385A JP 2001185385 A JP2001185385 A JP 2001185385A JP 2003004199 A JP2003004199 A JP 2003004199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
hydrogen
hydrogen gas
water
nabh
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001185385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Kawai
泰明 河合
Yoshitsugu Kojima
由継 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2001185385A priority Critical patent/JP2003004199A/en
Publication of JP2003004199A publication Critical patent/JP2003004199A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水素供給源がなくても必要なときに簡単に耐
圧容器内で水素ガスを生成し貯蔵することができる水素
ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法を提供すること。 【解決手段】 水素ボンベ1は,ガス放出孔21及び材
料投入口22を設けた耐圧容器2と,耐圧容器2内に配
置した触媒3と,耐圧容器2に予め投入して内蔵したN
aBHよりなる粉体4を有する。水素ボンベ1におい
て水素ガスを生成する際には,材料投入口22から水5
を投入することにより,耐圧容器2内において,NaB
の粉体4と水5とを接触させて,触媒3の存在下に
おいて加水分解反応を引き起こす。水素ボンベ1は,耐
圧容器2内において,水素ガスを生成し貯蔵するよう構
成されている。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen cylinder and a hydrogen gas storage method capable of easily generating and storing hydrogen gas in a pressure-resistant container when necessary even without a hydrogen supply source. SOLUTION: A hydrogen cylinder 1 is provided with a pressure-resistant container 2 provided with a gas discharge hole 21 and a material charging port 22, a catalyst 3 disposed in the pressure-resistant container 2, and an N 2 previously charged into and built into the pressure-resistant container 2.
having a powder 4 made of ABH 4. When hydrogen gas is generated in the hydrogen cylinder 1, water 5 is supplied from the material inlet 22.
Is injected into the pressure-resistant container 2 so that NaB
The H 4 powder 4 is brought into contact with the water 5 to cause a hydrolysis reaction in the presence of the catalyst 3. The hydrogen cylinder 1 is configured to generate and store hydrogen gas in the pressure vessel 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は,NaBHと水とを接触させ
て,加水分解反応を行うことにより水素ガスを生成し貯
蔵する水素ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrogen cylinder for producing and storing hydrogen gas by bringing NaBH 4 into contact with water and carrying out a hydrolysis reaction, and a method for storing hydrogen gas.

【0002】[0002]

【従来技術】水素の貯蔵は,ほとんどが気体の状態で行
われている。この場合,限られた容積の耐圧容器に少し
でも多量の水素ガスを充填するために,水素ガスを,コ
ンプレッサー等を用いて加圧し,約15〜20MPa
(ゲージ圧)の高圧ガスにして,耐圧容器からなる水素
ボンベ内に貯蔵している。また,水素を気体の状態で貯
蔵すると,大きな耐圧容器が必要となるため,水素を液
化させて断熱性の高い特殊容器に貯蔵する方法もある。
この方法においては,水素を,−253℃という極低温
で液化させ,常圧での水素ガスに対して約1/800の
体積にして,上記特殊容器からなる水素ボンベ内に貯蔵
することができる。
2. Description of the Related Art Most of hydrogen is stored in a gaseous state. In this case, in order to fill as much hydrogen gas as possible into the pressure vessel having a limited volume, the hydrogen gas is pressurized by using a compressor or the like, and the pressure is about 15 to 20 MPa.
It is stored as high pressure gas (gauge pressure) in a hydrogen cylinder consisting of a pressure container. Further, if hydrogen is stored in a gas state, a large pressure resistant container is required. Therefore, there is also a method of liquefying hydrogen and storing it in a special container having high heat insulation.
In this method, hydrogen can be liquefied at an extremely low temperature of −253 ° C., made into a volume of about 1/800 with respect to hydrogen gas under normal pressure, and stored in a hydrogen cylinder made of the above special container. .

【0003】[0003]

【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来の水
素の貯蔵方法は,いずれも外部から水素を容器に充填し
て貯蔵し,使用時に水素を外部に放出して利用するもの
である。そのため,従来の水素ボンベを使用する際に
は,必ず充填すべき水素を準備し,これを予め充填しな
ければならない。したがって,水素供給源がなければ水
素ボンベとして活用することはできない。
However, in any of the conventional hydrogen storage methods described above, hydrogen is externally filled in a container for storage, and the hydrogen is released to the outside when used. Therefore, when using a conventional hydrogen cylinder, it is necessary to prepare hydrogen to be filled and to fill it in advance. Therefore, it cannot be used as a hydrogen cylinder without a hydrogen supply source.

【0004】本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので,水素供給源がなくても,必要なときに簡
単に耐圧容器内で水素ガスを生成し貯蔵することができ
る水素ボンベ及び水素ガスの貯蔵方法を提供しようとす
るものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and it is possible to easily generate and store hydrogen gas in a pressure-resistant container when necessary, without a hydrogen supply source. And a method for storing hydrogen gas.

【0005】[0005]

【課題の解決手段】第1の発明は,ガス放出孔及び材料
投入口を設けた耐圧容器と,該耐圧容器内に配置した触
媒とを有し,上記材料投入口からNaBH及び水を投
入し,該NaBHと水とを接触させて,上記触媒の存
在下において加水分解反応を引き起こすことにより,上
記耐圧容器内において,水素ガスを生成し貯蔵するよう
構成されていることを特徴とする水素ボンベにある(請
求項1)。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure resistant container having a gas discharge hole and a material charging port, and a catalyst disposed in the pressure resistant container, and NaBH 4 and water are charged from the material charging port. The NaBH 4 is brought into contact with water to cause a hydrolysis reaction in the presence of the catalyst to generate and store hydrogen gas in the pressure resistant container. It is in a hydrogen cylinder (claim 1).

【0006】次に,本発明の作用効果につき説明する。
本発明における水素ボンベは,耐圧容器の外部より水素
ガスを充填することなく,耐圧容器内において直接水素
ガスを生成することができる。即ち,本発明において
は,耐圧容器にNaBH及び水を投入して,それらを
接触させて加水分解反応を行うことにより水素ガスを生
成する。このとき,耐圧容器内には,上記触媒が配置し
てあるため,この加水分解反応を促進させて迅速に水素
ガスを生成することができる。
Next, the function and effect of the present invention will be described.
The hydrogen cylinder according to the present invention can directly generate hydrogen gas in the pressure resistant container without filling the hydrogen gas from the outside of the pressure resistant container. That is, in the present invention, hydrogen gas is generated by introducing NaBH 4 and water into a pressure vessel and bringing them into contact with each other to carry out a hydrolysis reaction. At this time, since the catalyst is placed in the pressure vessel, the hydrolysis reaction can be promoted to rapidly generate hydrogen gas.

【0007】このように,本発明においては,外部から
水素ガスを供給することなく,耐圧容器内で水素ガスを
生成し,この耐圧容器に水素ガスを充填することができ
る。そのため,水素ガスが必要でない通常時は,耐圧容
器内に水素ガスがない状態を形成することができ,水素
ガスを保管することによる危険性をなくすことができ
る。また,外部から水素ガスを供給しなくてもよいの
で,水素ガスの供給源が不要となる。
As described above, in the present invention, it is possible to generate hydrogen gas in the pressure resistant container and to fill the pressure resistant container with hydrogen gas without supplying hydrogen gas from the outside. Therefore, at a normal time when hydrogen gas is not required, it is possible to form a state in which there is no hydrogen gas in the pressure resistant container, and it is possible to eliminate the risk of storing hydrogen gas. Further, since hydrogen gas does not have to be supplied from the outside, a hydrogen gas supply source is not required.

【0008】また,上記のごとく,NaBHと水とを
接触させて水素ガスを生成する。そのため,必要なとき
にのみNaBHと水とを接触させて,簡単に水素ガス
を生成することができる。それ故,本発明は,例えば,
緊急時又は非常時に水素ガスが必要となる用途,あるい
は携帯的に持ち運んで使用する用途等に使用することが
できる。
Further, as described above, NaBH 4 is brought into contact with water to generate hydrogen gas. Therefore, hydrogen gas can be easily generated by contacting NaBH 4 with water only when necessary. Therefore, the present invention provides, for example,
It can be used for applications that require hydrogen gas in an emergency or emergency, or for portable use.

【0009】第2の発明は,ガス放出孔を設けた耐圧容
器と,該耐圧容器内に配置した触媒と,上記耐圧容器内
に互いに接触しないよう分離させた状態で内蔵したNa
BH 及び水と,該NaBHと水とを接触させる接触
手段とを有し,該接触手段により上記NaBHと水と
を接触させて,上記触媒の存在下において加水分解反応
を引き起こすことにより,上記耐圧容器内において,水
素ガスを生成し貯蔵するよう構成されていることを特徴
とする水素ボンベにある(請求項3)。
A second aspect of the present invention is a pressure resistant container having a gas discharge hole.
Vessel, a catalyst arranged in the pressure vessel, and the inside of the pressure vessel
Built-in Na separated from each other so that they do not touch each other
BH FourAnd water and the NaBHFourContact with water
And a means for contacting said NaBHFourAnd water and
Hydrolyzing in the presence of the above catalyst by contacting
By causing the
Characterized by being configured to generate and store elementary gas
And a hydrogen cylinder (claim 3).

【0010】本発明における水素ボンベは,予め耐圧容
器内にNaBH及び水を内蔵しており,必要なときに
上記接触手段によってそれらを接触させて加水分解反応
を行い,水素ガスを生成することができる。その他,本
発明によっても,上記発明と同様の作用効果を得ること
ができ,必要なときに簡単に耐圧容器内で水素ガスを生
成し貯蔵することができる。
In the hydrogen cylinder of the present invention, NaBH 4 and water are contained in advance in a pressure vessel, and when necessary, they are brought into contact with each other by the contact means to carry out a hydrolysis reaction to generate hydrogen gas. You can Besides, according to the present invention, it is possible to obtain the same effects as the above-mentioned invention, and it is possible to easily generate and store hydrogen gas in the pressure resistant container when necessary.

【0011】第3の発明は,耐圧容器内において,触媒
存在下でNaBHと水とを接触させて,加水分解反応
を引き起こすことにより,上記耐圧容器内において,水
素ガスを生成し貯蔵することを特徴とする水素ガスの貯
蔵方法にある(請求項7)。本発明における水素ガスの
貯蔵方法によれば,上記優れた作用効果を発揮する水素
ボンベを得ることができ,必要なときに簡単に耐圧容器
内で水素ガスを生成し貯蔵することができる。
A third aspect of the invention is to generate and store hydrogen gas in the pressure resistant container by bringing NaBH 4 and water into contact with each other in the presence of a catalyst to cause a hydrolysis reaction in the pressure resistant container. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for storing hydrogen gas. According to the hydrogen gas storage method of the present invention, it is possible to obtain a hydrogen cylinder exhibiting the above-mentioned excellent effects, and it is possible to easily generate and store hydrogen gas in a pressure resistant container when necessary.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】上記第1,第2の発明にかかる水
素ボンベにおけるNaBHとしては,例えば,粉体又
は錠剤として固形状のものを用いることができる。ま
た,上記水としては,例えば,イオン交換水,水道水,
海水,雨水,水蒸気等の他,水分を含有する材料等を用
いることができる。また,上記触媒は,上記耐圧容器内
にバインダー等を介して塗布してもよいし,金属,無機
材料に担持したものを耐圧容器の内部に装着してもよ
い。また,上記材料投入口からのNaBH及び水の投
入は,ほぼ同時期に行うことができるし,いずれか一方
を先に投入し,その後他方を投入することもできる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As NaBH 4 in the hydrogen cylinders according to the first and second inventions, for example, powder or tablets in solid form can be used. As the water, for example, ion exchanged water, tap water,
In addition to seawater, rainwater, steam, etc., a material containing water can be used. Further, the catalyst may be applied to the pressure resistant container via a binder or the like, or the catalyst supported on a metal or an inorganic material may be mounted inside the pressure resistant container. In addition, NaBH 4 and water can be charged from the material charging port at substantially the same time, or one of them can be charged first and then the other.

【0013】上記第1の発明(請求項1)においては,
上記水素ボンベは,上記NaBHを上記耐圧容器に予
め投入して内蔵しておき,水素ガス生成時に上記投入口
から上記水を投入するよう構成することができる(請求
項2)。この場合,水素ガスを生成する必要があるとき
に,上記水のみを投入すればよく,上記NaBHと水
との分離及び接触を一層簡単に行うことができる。
In the above-mentioned first invention (claim 1),
The hydrogen cylinder may be configured such that the NaBH 4 is charged into the pressure resistant container in advance and incorporated therein, and the water is charged from the charging port when hydrogen gas is generated (claim 2). In this case, when it is necessary to generate hydrogen gas, only the water needs to be charged, and the separation and contact between the NaBH 4 and water can be performed more easily.

【0014】また,上記第2の発明(請求項3)におい
ては,上記のごとく,NaBHと水との接触手段を設
ける。この接触手段としては,耐圧容器の内部に配置し
た破壊可能な入れ物に水を入れ,破壊手段によりこの入
れ物を破壊するよう構成することができる。具体的に
は,上記耐圧容器内に軟質ポリマー又はゴム等で製作し
たカプセル又は風船等を配置し,この内部に水を配置し
て,圧力による押し潰しや針等の殺傷力により,上記カ
プセル又は風船等を破壊して,水とNaBHとを接触
させることができる。
Further, in the second aspect of the present invention (claim 3), the means for contacting NaBH 4 and water is provided as described above. As the contact means, water can be put into a destructible container arranged inside the pressure vessel, and the container can be destroyed by the destructing means. Specifically, a capsule or balloon made of soft polymer or rubber or the like is placed in the pressure-resistant container, water is placed inside the pressure-resistant container, and the capsule or balloon is crushed by pressure or killed by a needle or the like. Water and NaBH 4 can be contacted by destroying a balloon or the like.

【0015】また,上記第1の発明(請求項1)及び第
2の発明(請求項3)においては,上記耐圧容器は,水
素ガスの充填を行う充填口を有することができる(請求
項4)。この場合,予め耐圧容器内に,上記充填口より
水素ガスを充填しておき,この水素ガスを使用した後
に,上記NaBHと水とを接触させて,水素ガスを生
成することができる。そのため,初めに耐圧容器に充填
しておいた水素ガスを使用して,外部から水素ガスを供
給することなく,再度同じ耐圧容器に対して水素ガスを
充填することができる。それ故,水素ボンベ1本の重量
又は体積当たりの使用可能な水素ガスの量を増加させる
ことができる。
In the first invention (Claim 1) and the second invention (Claim 3), the pressure resistant container may have a filling port for filling hydrogen gas (Claim 4). ). In this case, hydrogen gas can be generated by previously filling the pressure vessel with hydrogen gas from the filling port, using this hydrogen gas, and then contacting the NaBH 4 with water. Therefore, it is possible to refill the same pressure vessel with hydrogen gas without supplying the hydrogen gas from the outside by using the hydrogen gas that was initially filled in the pressure vessel. Therefore, the amount of usable hydrogen gas per weight or volume of one hydrogen cylinder can be increased.

【0016】また,上記触媒は,Co系酸化物よりなる
ことが好ましい(請求項5)。この場合,Co系酸化物
により,上記水素ガスの生成を一層促進することができ
る。上記Co系酸化物としては,例えば,LiCo
,Co等を用いることができる。
Further, it is preferable that the catalyst comprises a Co-based oxide (claim 5). In this case, the Co-based oxide can further promote the generation of the hydrogen gas. Examples of the Co-based oxide include LiCo
O 2 , Co 3 O 4 or the like can be used.

【0017】また,上記水は,上記NaBHに対し
て,モル比で2〜5倍の量を用いることが好ましい(請
求項6)。この場合,上記加水分解反応をほとんど過不
足なく行うことができ,反応後に,耐圧容器内にNaB
又は水のいずれかがあまり残ることがなく,一層効
果的に上記水素ガスを生成することができる。なお,上
記水の量が上記2〜5倍の量を外れるときには,過不足
なく加水分解反応を行うことが困難になる。
The water is preferably used in a molar ratio of 2 to 5 times that of NaBH 4 (claim 6). In this case, the above hydrolysis reaction can be performed almost without excess or deficiency, and after the reaction, NaB is placed in the pressure vessel.
The hydrogen gas can be generated more effectively without leaving much H 4 or water. When the amount of water deviates from the amount of 2 to 5 times, it becomes difficult to carry out the hydrolysis reaction without excess or deficiency.

【0018】上記第3の発明(請求項7)にかかる水素
ガスの貯蔵方法においても,上記NaBHとしては,
例えば,粉体又は錠剤として固形状のものを用いること
ができる。また,上記水としては,例えば,イオン交換
水,水道水,海水,雨水,水蒸気等の他,水分を含有す
る材料等を用いることができる。また,上記触媒は,上
記耐圧容器内にバインダー等を介して塗布してもよい
し,金属,無機材料に担持したものを耐圧容器の内部に
装着してもよい。また,上記材料投入口からのNaBH
及び水の投入は,ほぼ同時期に行うことができるし,
いずれか一方を先に投入し,その後他方を投入すること
もできる。
In the hydrogen gas storage method according to the third aspect of the present invention (claim 7), the NaBH 4 is
For example, solid powder or tablets can be used. Further, as the water, for example, ion-exchanged water, tap water, seawater, rainwater, steam, and the like, or a material containing water can be used. Further, the catalyst may be applied to the pressure resistant container via a binder or the like, or the catalyst supported on a metal or an inorganic material may be mounted inside the pressure resistant container. In addition, NaBH from the above material input port
4 and water can be added at about the same time,
It is also possible to throw either one first and then the other.

【0019】また,上記触媒は,Co系酸化物よりなる
ことが好ましい(請求項8)。この場合,Co系酸化物
により,上記水素ガスの生成を一層促進することができ
る。上記Co系酸化物としては,例えば,LiCo
,Co等を用いることができる。
Further, it is preferable that the catalyst comprises a Co-based oxide (claim 8). In this case, the Co-based oxide can further promote the generation of the hydrogen gas. Examples of the Co-based oxide include LiCo
O 2 , Co 3 O 4 or the like can be used.

【0020】また,上記水は,上記NaBHに対し
て,モル比で2〜5倍の量を用いることが好ましい(請
求項9)。この場合,上記加水分解反応をほとんど過不
足なく行うことができ,反応後に,耐圧容器内にNaB
又は水のいずれかがあまり残ることがなく,一層効
果的に上記水素ガスを生成することができる。
The water is preferably used in a molar ratio of 2 to 5 times that of NaBH 4 (claim 9). In this case, the above hydrolysis reaction can be performed almost without excess or deficiency, and after the reaction, NaB is placed in the pressure vessel.
The hydrogen gas can be generated more effectively without leaving much H 4 or water.

【0021】[0021]

【実施例】以下に,図面を用いて本発明の実施例につき
説明する。 (実施例1)図1に示すごとく,本例における水素ボン
ベ1は,ガス放出孔21及び材料投入口22を設けた耐
圧容器2と,該耐圧容器2内に配置した触媒3と,耐圧
容器2に予め投入して内蔵したNaBHよりなる粉体
4を有する。そして,水素ボンベ1において水素ガスを
生成する際には,上記材料投入口22から水5を投入す
ることにより,上記耐圧容器2内において,NaBH
の粉体4水5とを接触させて,上記触媒3の存在下にお
いて加水分解反応を引き起こす。このように,水素ボン
ベ1は,耐圧容器2内において,水素ガスを生成し貯蔵
するよう構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) As shown in FIG. 1, a hydrogen cylinder 1 in this embodiment comprises a pressure vessel 2 provided with a gas discharge hole 21 and a material inlet 22, a catalyst 3 arranged in the pressure vessel 2, and a pressure vessel. 2 has a powder 4 made of NaBH 4 previously charged therein. Then, when hydrogen gas is generated in the hydrogen cylinder 1, by introducing water 5 from the material charging port 22, NaBH 4 in the pressure vessel 2 is changed.
The powder 4 and the water 5 are brought into contact with each other to cause a hydrolysis reaction in the presence of the catalyst 3. As described above, the hydrogen cylinder 1 is configured to generate and store hydrogen gas in the pressure vessel 2.

【0022】以下に,これを詳説する。本例において
は,上記触媒3は,Co系酸化物であるPt−LiCo
よりなる。また,上記水5は,上記NaBHの粉
体4に対して,モル比で2〜5倍の量を用いる。また,
上記NaBHの粉体4及び水5は,いずれも上記材料
投入口22から投入することができる。なお,上記Na
BHの粉体4は,錠剤に代えることができる。
This will be described in detail below. In this example, the catalyst 3 is Pt—LiCo which is a Co-based oxide.
It consists of O 2 . The amount of the water 5 used is 2 to 5 times the molar amount of the powder 4 of NaBH 4 . Also,
Both the powder 4 of NaBH 4 and the water 5 can be charged through the material charging port 22. In addition, the above Na
The powder 4 of BH 4 can be replaced with a tablet.

【0023】図1に示すごとく,本例においては,上記
水素ボンベ1の耐圧容器2は,20MPa以上の耐圧能
力を有している。耐圧容器2は,本体である胴体20に
テフロン(登録商標)であるシール材201を挟んでフ
タ25をして構成している。本例においては,上記胴体
20とフタ25との着脱は,一対のネジ部202による
ネジ構造により行う。
As shown in FIG. 1, in this example, the pressure vessel 2 of the hydrogen cylinder 1 has a pressure resistance of 20 MPa or more. The pressure-resistant container 2 includes a body 20 that is a main body, and a lid 25 that sandwiches a sealing material 201 that is Teflon (registered trademark). In this example, the body 20 and the lid 25 are attached and detached by a screw structure with a pair of screw portions 202.

【0024】また,上記フタ25には,水素ガスを耐圧
容器2の外部に放出するガス放出孔21,耐圧容器2に
NaBHの粉体4又は水5等を投入する材料投入口2
2,ガス放出孔21を開口させるバルブ23,及び耐圧
容器2内の圧力を監視するための圧力計測孔24が設け
てある。そして,上記バルブ23を緩めると,上記ガス
放出孔21から水素ガスを放出することができ,上記圧
力計測孔24には,圧力計を取り付けて,耐圧容器2内
の圧力を監視することができる。
Further, the lid 25, the material inlet 2 for introducing the gas release hole 21, the powder 4 or water 5 such as of NaBH 4 in a pressure vessel 2 which releases hydrogen gas to the outside of the pressure vessel 2
2. A valve 23 for opening the gas discharge hole 21 and a pressure measuring hole 24 for monitoring the pressure in the pressure vessel 2 are provided. Then, by loosening the valve 23, hydrogen gas can be released from the gas release hole 21, and a pressure gauge can be attached to the pressure measurement hole 24 to monitor the pressure in the pressure resistant container 2. .

【0025】図2に示すごとく,上記材料投入口22か
ら水5を投入するときには,この材料投入口22に注射
器26を接続し,該注射器26の先端に繋がった注射針
261を耐圧容器2内に配置させて,注射器26を操作
して注射針261より水5を投入することができる。
As shown in FIG. 2, when the water 5 is injected from the material inlet 22, a syringe 26 is connected to the material inlet 22 and the injection needle 261 connected to the tip of the injector 26 is inserted into the pressure resistant container 2. Then, the syringe 26 can be operated to inject water 5 from the injection needle 261.

【0026】また,図3に示すごとく,耐圧容器2の内
部にサブタンク61を設け,上記触媒3及びNaBH
の粉体4は,このサブタンク61内に配置し,サブタン
ク61に水5を投入して上記加水分解反応をさせること
もできる。この場合,サブタンク61の上部には,ガス
穴611が設けてあり,加水分解反応により生成した水
素ガスを耐圧容器2内に充填することができる。また,
この場合には,上記加水分解反応を行った後に生成する
BaBOは,上記サブタンク61内に堆積させること
ができる。そのため,反応後にこのBaBOを回収し
洗浄する際には,耐圧容器2よりサブタンク61を取り
外して行うことができる。
Further, as shown in FIG. 3, a sub-tank 61 is provided inside the pressure resistant container 2, and the catalyst 3 and NaBH 4 are added.
The powder 4 can be placed in the sub tank 61, and water 5 can be added to the sub tank 61 to cause the hydrolysis reaction. In this case, a gas hole 611 is provided in the upper portion of the sub-tank 61 so that the hydrogen gas generated by the hydrolysis reaction can be filled in the pressure resistant container 2. Also,
In this case, BaBO 4 produced after the hydrolysis reaction can be deposited in the sub tank 61. Therefore, when the BaBO 4 is collected and washed after the reaction, the sub-tank 61 can be removed from the pressure resistant container 2.

【0027】また,図4に示すごとく,上記耐圧容器2
のフタ25には上記材料投入口22を設けず,触媒3及
びNaBHの粉体4の投入は,上記胴体20に対して
フタ25を開けて,胴体20に直接投入することもでき
る。そして,この場合は,上記投入後に再びフタ25を
胴体20に閉め付け,上記水5は,上記ガス放出孔21
を使用して投入することができる。
Further, as shown in FIG.
The lid 25 may not be provided with the material introduction port 22 and the catalyst 3 and the powder 4 of NaBH 4 may be directly introduced into the body 20 by opening the lid 25 with respect to the body 20. Then, in this case, the lid 25 is closed again on the body 20 after the charging, and the water 5 is removed from the gas release hole 21.
Can be used.

【0028】上記水素ボンベ1内においては,上記加水
分解反応は,理論上は,化学反応式(NaBH+2H
O→NaBO+4H)によって行われていると考
えられる。そして,この化学反応式に基づいて水素ガス
が生成されるとすると,加水分解反応は,理論上は,ス
トイキ近傍,即ちNaBHが1molに対してH
を2mol接触させて行うことが,過不足なく効率的に
行えることになる。しかし,この加水分解反応では,H
Oが分解して熱が発生し,HOの一部が蒸発して耐
圧容器2の壁面において凝縮するため,HOの量は,
NaBHが1molに対して2molより多めで,か
つ5mol以下にすることが好ましい。
In the hydrogen cylinder 1, the hydrolysis reaction is theoretically performed by the chemical reaction formula (NaBH 4 + 2H).
2 O → NaBO 2 + 4H 2 ). Then, if hydrogen gas is generated based on this chemical reaction formula, the hydrolysis reaction is theoretically in the vicinity of stoichiometry, that is, NaBH 4 is 1 mol of H 2 O.
It is possible to carry out 2 mol contact with each other efficiently without excess or deficiency. However, in this hydrolysis reaction, H
2 O is decomposed to generate heat, part of H 2 O evaporates and condenses on the wall surface of the pressure vessel 2. Therefore, the amount of H 2 O is
It is preferable that NaBH 4 is more than 2 mol per 1 mol and not more than 5 mol.

【0029】また,上記加水分解反応が行われた後に
は,水素ガスHが生成されると共に,固体状のNaB
が耐圧容器2内に作られる。このNaBOは,上
記反応が行われた後の残物となり,上記水素ガスを生成
した後には,耐圧容器2内から取り除く。なお,このN
aBOは,上記加水分解反応には影響しないので,複
数回耐圧容器2内で加水分解反応を行った後,まとめて
取り除くこともできる。
After the hydrolysis reaction is carried out, hydrogen gas H 2 is produced and solid NaB is produced.
O 2 is created in the pressure vessel 2. This NaBO 2 becomes a residue after the above reaction is carried out, and is removed from the pressure vessel 2 after the hydrogen gas is generated. In addition, this N
Since aBO 2 does not affect the hydrolysis reaction, it can be removed collectively after the hydrolysis reaction is performed in the pressure vessel 2 a plurality of times.

【0030】また,図5に示すごとく,生成することが
できた水素ガスの量を,水素生成効率,即ちNaBH
の量に対する生成水素の量(wt%)(H/NaBH
)で表すと,NaBHの粉体4の量に対する水5の
量を2倍以上にすることによって,18.5〜20.3
wt%にすることができた。
Further, as shown in FIG. 5, the amount of hydrogen gas that can be produced is defined as the hydrogen production efficiency, that is, NaBH 4
Amount of produced hydrogen (wt%) relative to the amount of (H 2 / NaBH
4 ), by doubling the amount of water 5 with respect to the amount of powder 4 of NaBH 4 , it is 18.5 to 20.3.
could be made to be wt%.

【0031】次に,本例の作用効果につき説明する。上
記のごとく,本例における水素ボンベ1は,耐圧容器2
の外部より水素ガスを充填することなく,耐圧容器2内
において直接水素ガスを生成することができる。即ち,
本例においては,耐圧容器2においてNaBHの粉体
4と水5とを接触させて加水分解反応を行うことにより
水素ガスを生成する。このとき,耐圧容器2内には,上
記触媒3が配置してあるため,水素発生圧力の圧力作用
によりこの加水分解反応を促進させて迅速に高圧の水素
ガスを生成することができる。
Next, the function and effect of this example will be described. As described above, the hydrogen cylinder 1 in this example is the pressure vessel 2
Hydrogen gas can be directly generated in the pressure resistant container 2 without being filled with hydrogen gas from the outside. That is,
In this example, hydrogen gas is produced by bringing the powder 4 of NaBH 4 and water 5 into contact with each other in the pressure vessel 2 to cause a hydrolysis reaction. At this time, since the catalyst 3 is arranged in the pressure resistant container 2, the hydrolysis reaction is promoted by the pressure action of the hydrogen generation pressure, so that high-pressure hydrogen gas can be rapidly generated.

【0032】このように,上記水素ボンベ1において
は,外部から水素ガスを供給することなく,耐圧容器2
内で高圧の水素ガスを生成し,この耐圧容器2に高圧の
水素ガスを充填することができる。そのため,水素ガス
が必要でない通常時は,耐圧容器2内に水素ガスがない
状態を形成することができ,水素ガスを保管することに
よる危険性をなくすことができる。また,外部から水素
ガスを供給しなくてもよいので,水素ガスの供給源が不
要となる。
As described above, in the hydrogen cylinder 1, the pressure vessel 2 is supplied without supplying hydrogen gas from the outside.
High-pressure hydrogen gas can be generated inside, and the pressure-resistant container 2 can be filled with high-pressure hydrogen gas. Therefore, at a normal time when hydrogen gas is not required, it is possible to form a state in which there is no hydrogen gas in the pressure resistant container 2, and it is possible to eliminate the risk of storing hydrogen gas. Further, since hydrogen gas does not have to be supplied from the outside, a hydrogen gas supply source is not required.

【0033】また,上記のごとく,NaBHの粉体4
と水5とを接触させて水素ガスを生成する。そのため,
必要なときにのみNaBHの粉体4と水5とを接触さ
せて,簡単に水素ガスを生成することができる。それ
故,水素ボンベ1は,例えば,緊急時又は非常時に水素
ガスが必要となる用途,あるいは携帯的に持ち運んで使
用する用途等に使用することができる。
[0033] In addition, as described above, the powder 4 of NaBH 4
And water 5 are brought into contact with each other to generate hydrogen gas. for that reason,
Hydrogen gas can be easily generated by contacting the powder 4 of NaBH 4 and water 5 only when necessary. Therefore, the hydrogen cylinder 1 can be used, for example, in an application requiring hydrogen gas in an emergency or in an emergency, or in a portable use.

【0034】(実施例2)図6に示すごとく,本例は,
上記NaBHの粉体4と水5とを接触させて,加水分
解反応を行い,水素ガスを生成したときにおける耐圧容
器2内の圧力の変化を測定する例である。その他は上記
実施例1と同様である。本例においては,NaBH
粉体4と反応させる水5の量が異なる2種類の反応試
験,即ち反応試験1,2を行った。
(Embodiment 2) As shown in FIG. 6, in this embodiment,
This is an example of measuring the change in pressure in the pressure vessel 2 when the powder 4 of NaBH 4 and water 5 are brought into contact with each other to carry out a hydrolysis reaction to generate hydrogen gas. Others are the same as those in the first embodiment. In this example, two kinds of reaction tests, that is, reaction tests 1 and 2 in which the amount of water 5 reacted with the powder 4 of NaBH 4 are different were performed.

【0035】(反応試験1)容積が237ccの耐圧容
器2内に触媒3としてPt−LiCoOを2.5g,
NaBHの粉体4を5g内蔵しておき,このNaBH
の粉体4に対してモル比で3.15倍の量の水5を耐
圧容器2内に投入して,加水分解反応を行った。このと
き,約2分後に加水分解反応が活発化し,圧力が,一次
的に約12MPaまで上昇した後,約5MPaになっ
た。なお,本例において圧力をいうときは,すべてゲー
ジ圧のことをいっている。以下同様である。
(Reaction Test 1) 2.5 g of Pt-LiCoO 2 as a catalyst 3 was placed in a pressure vessel 2 having a volume of 237 cc.
5g of powder 4 of NaBH 4 is built in, and this NaBH 4
The hydrolysis reaction was carried out by introducing into the pressure resistant container 2 water 5 in an amount 3.15 times the molar ratio of the powder 4 of 4. At this time, the hydrolysis reaction became active after about 2 minutes, and the pressure temporarily increased to about 12 MPa and then became about 5 MPa. In this example, all references to pressure refer to gauge pressure. The same applies hereinafter.

【0036】(反応試験2)容積が237ccの耐圧容
器2内に触媒3としてPt−LiCoOを2.5g,
NaBHの粉体4を5g内蔵しておき,このNaBH
の粉体4に対してモル比で2.10倍の量の水5を投
入して,加水分解反応を行った。このとき,上記NaB
の粉体4と水5との接触を行った後,まもなく加水
分解反応が活発化し,圧力が,一次的に約10MPaま
で上昇した後,約5MPaになった。
(Reaction Test 2) 2.5 g of Pt-LiCoO 2 as a catalyst 3 was placed in a pressure vessel 2 having a volume of 237 cc.
5g of powder 4 of NaBH 4 is built in, and this NaBH 4
Was charged water 5 2.10 times the amount in mole ratio to 4 powder 4, hydrolysis reaction was performed. At this time, the NaB
Shortly after the contact between the H 4 powder 4 and the water 5, the hydrolysis reaction was activated, and the pressure temporarily increased to about 10 MPa, and then became about 5 MPa.

【0037】上記の結果をまとめると,以下のようにな
る。即ち,水素ガスの生成量は,主にNaBHの粉体
4の量によって左右され,それと反応させる水5の量は
モル比で2倍以上であることにより,ほぼ全量に近いN
aBHの粉体4を反応させることができる。一方で,
上記水5の量は,モル比で5倍以上にすると,生成する
水素ガスの量はあまり変わらないが,反応後に耐圧容器
2内に未反応の水5が多く残るおそれがある。また,水
5の量をモル比で2倍未満にすると,NaBHの粉体
4の反応が制約されてしまい,反応後に未反応のNaB
の粉体4が残ってしまう。
The above results are summarized as follows. That is, the amount of hydrogen gas produced mainly depends on the amount of the powder 4 of NaBH 4 , and the amount of water 5 that reacts with it is twice or more in terms of molar ratio, so that the amount of hydrogen gas is close to the total amount.
The powder 4 of aBH 4 can be reacted. On the other hand,
When the amount of water 5 is 5 times or more in terms of molar ratio, the amount of hydrogen gas produced does not change so much, but a large amount of unreacted water 5 may remain in the pressure vessel 2 after the reaction. Further, if the amount of water 5 is less than twice the molar ratio, the reaction of the powder 4 of NaBH 4 is restricted, and the unreacted NaB 4 after the reaction is restricted.
The powder 4 of H 4 remains.

【0038】また,上記加水分解反応は,反応が始まる
までに遅れ時間があるものの,反応が始まった後には瞬
時に全量に近いNaBHの粉体4を反応させることが
できる。そして,耐圧容器2は密封されているため,加
水分解反応により生成した水素ガスは,この耐圧容器2
内の圧力を上昇させる。そのため,上記反応を行うだけ
で,容易に高圧の水素ガスを水素ボンベ1に充填するこ
とができる。
Although there is a delay in the hydrolysis reaction before the reaction starts, the powder 4 of NaBH 4 close to the total amount can be reacted instantaneously after the reaction starts. Since the pressure-resistant container 2 is sealed, the hydrogen gas generated by the hydrolysis reaction is
Increase the pressure inside. Therefore, it is possible to easily fill the hydrogen cylinder 1 with high-pressure hydrogen gas simply by performing the above reaction.

【0039】また,図7に示すごとく,上記水5の量
(モル比HO/NaBH)を多くしていくと,Na
BHの粉体4と水5とを接触させてから反応が起こる
までの反応遅れ時間が長くなることがわかった。すなわ
ち,水5の量と反応遅れ時間との関係は,比例の関係に
あると考えられる。このことは,上記耐圧容器2内で,
NaBHの粉体4と水5とを接触させた後にすぐに反
応が起こらないことを示している。
Further, as shown in FIG. 7, when the amount of the water 5 (molar ratio H 2 O / NaBH 4 ) is increased, Na increases.
It was found that the reaction delay time from contacting the powder 4 of BH 4 with water 5 until the reaction occurs becomes long. That is, the relationship between the amount of water 5 and the reaction delay time is considered to be proportional. This means that in the pressure vessel 2,
It shows that the reaction does not occur immediately after contacting the powder 4 of NaBH 4 and water 5.

【0040】この反応遅れ時間の性質は,耐圧容器2に
NaBHの粉体4又は水5の投入を行う時と,上記反
応が起こる時とまでの間に時間差を生じさせる用途に応
用することができる。即ち,水5の量を多くすれば,上
記NaBHの粉体4と水5とを接触させた後に反応が
起こるまでの時間を遅くすることができる。そのため,
例えば,上記耐圧容器2の材料投入口22からNaBH
の粉体4又は水5を投入して,それらが接触した状態
にしても,この投入を行っている最中には反応が起こら
ない。そのため,この最中に反応が起こって,水素ガス
が材料投入口22から耐圧容器2の外部に逆流してしま
うことを防止することができる。
The nature of this reaction delay time should be applied to applications where there is a time lag between when the powder 4 of NaBH 4 or water 5 is charged into the pressure vessel 2 and when the above reaction occurs. You can That is, if the amount of water 5 is increased, the time until the reaction occurs after the powder 4 of NaBH 4 and water 5 are brought into contact with each other can be delayed. for that reason,
For example, from the material inlet 22 of the pressure resistant container 2 to NaBH
Even if the powder 4 or the water 5 of 4 is put into contact with each other, a reaction does not occur during the feeding. Therefore, it is possible to prevent the hydrogen gas from flowing back from the material charging port 22 to the outside of the pressure vessel 2 due to the reaction occurring during this process.

【0041】このように,上記水5は,上記NaBH
の粉体4に対して,モル比で2〜5倍の量を用いること
により,効率的に水素ガスを生成することができ,上記
反応遅れ時間の性質を利用して優れた水素ボンベ1を得
ることができる。
Thus, the water 5 is the same as the NaBH 4
The hydrogen gas can be efficiently generated by using a molar ratio of 2 to 5 times that of the powder 4, and the excellent hydrogen cylinder 1 can be produced by utilizing the property of the reaction delay time. Obtainable.

【0042】(実施例3)本例は,図8,図9,図10
に示すごとく,耐圧容器2が材料投入口22を有してお
らず,上記NaBHの粉体4及び水5をこの耐圧容器
2内に互いに接触しないよう分離させた状態で内蔵させ
ておき,接触手段4によりNaBHの粉体4と水5と
を接触させる例である。
(Embodiment 3) In this embodiment, FIG. 8, FIG. 9 and FIG.
As shown in, not pressure-resistant container 2 having a material inlet 22, allowed to built in a separated state so as not to contact with each other powder 4 and water 5 above NaBH 4 to the pressure-resistant container 2, This is an example of contacting the powder 4 of NaBH 4 with water 5 by the contact means 4.

【0043】上記接触手段4は,図10に示すごとく,
上記耐圧容器2の内部に設けたサブタンク61と,該サ
ブタンク61の内部に設けた風船62と,該風船62を
破壊することができるレバー631付きの破壊針63と
を有して構成される。そして,上記サブタンク61内に
は触媒3及びNaBHの粉体4を配置しておき,ま
た,風船62内には水5を配置しておく。そして,上記
レバー631を操作して破壊針63により風船62を破
壊して,触媒3及びNaBHの粉体4と水5とを接触
させて,上記加水分解反応を行う。その他は上記実施例
1と同様である。
The contact means 4 is, as shown in FIG.
It is configured to have a sub tank 61 provided inside the pressure resistant container 2, a balloon 62 provided inside the sub tank 61, and a breaking needle 63 with a lever 631 capable of breaking the balloon 62. The catalyst 3 and the powder 4 of NaBH 4 are placed in the sub tank 61, and the water 5 is placed in the balloon 62. Then, to break the balloon 62 by destroying the needle 63 by operating the lever 631, by contacting the powder 4 and water 5 catalyst 3 and NaBH 4, perform the hydrolysis reaction. Others are the same as those in the first embodiment.

【0044】本例における水素ボンベ1は,予め耐圧容
器2内にNaBHの粉体4及び水5を内蔵しており,
必要なときに上記接触手段6によってそれらを接触させ
て加水分解反応を行い,水素ガスを生成することができ
る。そのため,水素ガスを生成するために必要なもの
(触媒3,NaBHの粉体4及び水5)をすべて耐圧
容器2内に入れておくことができ,後から耐圧容器2に
供給しなくてもよい。それ故,本例によれば,必要なと
きに一層簡単に耐圧容器2内で水素ガスを生成し貯蔵す
ることができる。その他,上記実施例1と同様の作用効
果を得ることができる。
The hydrogen cylinder 1 in this embodiment incorporates a powder 4 and water 5 of NaBH 4 in advance pressure-resistant container 2,
When necessary, they can be brought into contact with each other by the contact means 6 to cause a hydrolysis reaction to generate hydrogen gas. Therefore, what is needed to produce hydrogen gas (catalyst 3, the powder 4 and water 5 of NaBH 4) all can keep in pressure-resistant container 2, without supplying to the pressure vessel 2 after Good. Therefore, according to this example, hydrogen gas can be more easily generated and stored in the pressure resistant container 2 when necessary. In addition, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment.

【0045】(実施例4)本例は,上記耐圧容器2が,
水素ガスの充填を行う充填口23を有している例であ
る。そして,本例においては,耐圧容器2には予め上記
充填口23より水素ガスを充填しておき,この水素ガス
を使用した後に,上記NaBHの粉体4と水5とを耐
圧容器2内で接触させて加水分解反応を行い,水素ガス
を生成する。なお,上記充填口23は,上記材料投入口
22と兼用させ,この材料投入口22より水素ガスの充
填を行うこともできる。この場合,材料投入口22より
水素ガスの充填を行う際には,上記バルブ23を開放す
ると共にガス放出孔21を閉じて行う。その他は上記実
施例1と同様である。
(Embodiment 4) In this embodiment, the pressure vessel 2 is
This is an example having a filling port 23 for filling hydrogen gas. Then, in this example, previously filled with hydrogen gas in advance from the filling port 23 to the pressure vessel 2, after using the hydrogen gas, the powder 4 above NaBH 4 and water 5 and a pressure vessel 2 To produce a hydrogen gas. The filling port 23 can also be used as the material charging port 22, and hydrogen gas can be charged from the material charging port 22. In this case, when filling the hydrogen gas from the material charging port 22, the valve 23 is opened and the gas discharge hole 21 is closed. Others are the same as those in the first embodiment.

【0046】本例においては,上記NaBHの粉体
4,水5及び触媒3の量が異なる各発明品1〜4と,そ
れらと比較を行うための比較品1,2について試験を行
った。また,本例においては,上記水素ガスは,燃料電
池の水素源として使用する。
In this example, the invention products 1 to 4 having different amounts of the powder 4 of NaBH 4 , the water 5 and the catalyst 3 and the comparison products 1 and 2 for comparison with them were tested. . Further, in this example, the hydrogen gas is used as a hydrogen source of the fuel cell.

【0047】(発明品1)耐圧容器2には,内容積23
1cc,外容積480cc及び重量2.3kgのビード
レックス製高圧容器TVS−1型を使用した。この耐圧
容器2に,NaBHの粉体4を5g,Pt−LiCo
を2.5g入れ,圧力が約10MPaになるまで,
即ち約1.69gの水素ガスを充填した。そして,この
水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器2内の圧力
が約0MPaになるまで使用した。その後,水5として
燃料電池生成水を5g入れ,密封した。そして,この水
5を入れてから約20秒後には,耐圧容器2内の圧力が
約5MPaまで上昇し,約0.85gの水素を生成し
た。
(Invention product 1) The pressure vessel 2 has an internal volume of 23
A high pressure vessel TVS-1 manufactured by Beadrex having a capacity of 1 cc, an outer volume of 480 cc and a weight of 2.3 kg was used. Into this pressure vessel 2, 5 g of powder 4 of NaBH 4 and Pt-LiCo were added.
Add 2.5 g of O 2 until the pressure reaches about 10 MPa,
That is, about 1.69 g of hydrogen gas was filled. This hydrogen gas was used as the hydrogen source of the fuel cell until the pressure inside the pressure vessel 2 became about 0 MPa. After that, 5 g of water produced by the fuel cell was added as water 5 and sealed. Then, about 20 seconds after the water 5 was added, the pressure in the pressure vessel 2 increased to about 5 MPa, and about 0.85 g of hydrogen was produced.

【0048】(発明品2)耐圧容器2には,内容積23
1cc,外容積480cc及び重量2.3kgのビード
レックス製高圧容器TVS−1型を使用した。この耐圧
容器2に,NaBHの粉体4を10g,Pt−LiC
oOを5g入れ,圧力がゲージ圧で約10MPaにな
るまで,即ち約1.64gの水素ガスを充填した。そし
て,この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器2
内の圧力が約0MPaになるまで使用した。その後,水
5として燃料電池生成水を10g入れ,密封した。そし
て,この水5を入れてから約18秒後には,耐圧容器2
内の圧力が約10.2MPaまで上昇し,約1.84g
の水素を生成した。
(Invention product 2) The pressure vessel 2 has an internal volume of 23
A high pressure vessel TVS-1 manufactured by Beadrex having a capacity of 1 cc, an outer volume of 480 cc and a weight of 2.3 kg was used. In this pressure vessel 2, 10 g of powder 4 of NaBH 4 and Pt-LiC were added.
5 g of oO 2 was charged, and hydrogen gas was charged until the pressure reached about 10 MPa as a gauge pressure, that is, about 1.64 g of hydrogen gas. The hydrogen gas is used as the hydrogen source of the fuel cell and the pressure vessel 2
It was used until the internal pressure became about 0 MPa. After that, 10 g of water produced by the fuel cell was added as water 5 and sealed. About 18 seconds after putting this water 5, the pressure vessel 2
The internal pressure rises to approximately 10.2 MPa, approximately 1.84 g
Generated hydrogen.

【0049】(発明品3)耐圧容器2には,内容積11
7cc,外容積240cc及び重量2.2kgのビード
レックス製高圧容器TVS−N2型を使用した。この耐
圧容器2に,NaBHの粉体4を5g,Pt−LiC
oOを2.5g入れ,圧力がゲージ圧で約20MPa
になるまで,即ち約1.55gの水素ガスを充填した。
そして,この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容
器2内の圧力が約0MPaになるまで使用した。その
後,水5として燃料電池生成水を5g入れ,密封した。
そして,この水5を入れてから約22秒後には,耐圧容
器2内の圧力が約10MPaまで上昇し,約0.87g
の水素を生成した。
(Invention product 3) The pressure-resistant container 2 has an internal volume of 11
A high pressure vessel TVS-N2 made by Beadlex, having 7 cc, an outer volume of 240 cc and a weight of 2.2 kg was used. Into this pressure vessel 2, 5 g of powder 4 of NaBH 4 and Pt-LiC were added.
2.5 g of oO 2 was added, and the pressure was about 20 MPa in gauge pressure.
Until about 1.55 g hydrogen gas was charged.
This hydrogen gas was used as the hydrogen source of the fuel cell until the pressure inside the pressure vessel 2 became about 0 MPa. After that, 5 g of water produced by the fuel cell was added as water 5 and sealed.
And, about 22 seconds after putting this water 5, the pressure inside the pressure vessel 2 rises to about 10 MPa, and about 0.87 g
Generated hydrogen.

【0050】(発明品4)耐圧容器2には,内容積11
7cc,外容積240cc及び重量2.2kgのビード
レックス製高圧容器TVS−N2型を使用した。この耐
圧容器2に,NaBHの粉体4を10g,Pt−Li
CoOを5g入れ,圧力がゲージ圧で約20MPaに
なるまで,即ち約1.47gの水素ガスを充填した。そ
して,この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器
2内の圧力が約0MPaになるまで使用した。その後,
水5として燃料電池生成水を10g入れ,密封した。そ
して,この水5を入れてから約24秒後には,耐圧容器
2内の圧力が約20MPaまで上昇し,約1.85gの
水素を生成した。
(Invention product 4) The pressure vessel 2 has an internal volume of 11
A high pressure vessel TVS-N2 made by Beadlex, having 7 cc, an outer volume of 240 cc and a weight of 2.2 kg was used. In this pressure vessel 2, 10 g of powder 4 of NaBH 4 and Pt-Li were added.
5 g of CoO 2 was charged, and hydrogen gas of about 1.47 g was charged until the pressure became about 20 MPa in gauge pressure. This hydrogen gas was used as the hydrogen source of the fuel cell until the pressure inside the pressure vessel 2 became about 0 MPa. afterwards,
As water 5, 10 g of fuel cell produced water was added and sealed. Then, about 24 seconds after the water 5 was added, the pressure in the pressure vessel 2 increased to about 20 MPa, and about 1.85 g of hydrogen was produced.

【0051】(比較品1)耐圧容器2には,内容積23
1cc,外容積480cc及び重量2.3kgのビード
レックス製高圧容器TVS−1型を使用した。この耐圧
容器2に,圧力がゲージ圧で約10MPaになるまで,
即ち約1.73gの水素ガスを充填した。そして,この
水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器2内の圧力
が約0MPaになるまで使用した。
(Comparative product 1) The pressure vessel 2 has an internal volume of 23
A high pressure vessel TVS-1 manufactured by Beadrex having a capacity of 1 cc, an outer volume of 480 cc and a weight of 2.3 kg was used. In the pressure vessel 2, until the pressure reaches about 10 MPa in gauge pressure,
That is, about 1.73 g of hydrogen gas was charged. This hydrogen gas was used as the hydrogen source of the fuel cell until the pressure inside the pressure vessel 2 became about 0 MPa.

【0052】(比較品2)耐圧容器2には,内容積11
7cc,外容積240cc及び重量2.2kgのビード
レックス製高圧容器TVS−N2型を使用した。この耐
圧容器2に,圧力がゲージ圧で約20MPaになるま
で,即ち約1.63gの水素ガスを充填した。そして,
この水素ガスを燃料電池の水素源として耐圧容器2内の
圧力が約0MPaになるまで使用した。
(Comparative product 2) The pressure vessel 2 has an internal volume of 11
A high pressure vessel TVS-N2 made by Beadlex, having 7 cc, an outer volume of 240 cc and a weight of 2.2 kg was used. The pressure vessel 2 was filled with hydrogen gas until the pressure reached about 20 MPa in gauge pressure, that is, about 1.63 g of hydrogen gas. And
This hydrogen gas was used as the hydrogen source of the fuel cell until the pressure inside the pressure vessel 2 became about 0 MPa.

【0053】上記のようにして実施した結果を,水素ガ
スの貯蔵能力として表すと,表1のようになる。即ち,
同表において,水素貯蔵量(g)とは,同じ耐圧容器2
内で貯蔵することができた水素の量(g)を示し,ま
た,重量貯蔵密度(g/kg)とは,耐圧容器2の重量
(kg)に対して,貯蔵することができた水素の量
(g)を示す。また,体積貯蔵密度(g/L)とは,耐
圧容器2の外体積(L)に対して,貯蔵することができ
た水素の量(g)を示す。
Table 1 shows the results of the above-mentioned operations as the hydrogen gas storage capacity. That is,
In the table, hydrogen storage capacity (g) is the same as the pressure resistant container 2
Indicates the amount of hydrogen (g) that can be stored inside, and the weight storage density (g / kg) is the amount of hydrogen that can be stored with respect to the weight (kg) of the pressure vessel 2. The amount (g) is shown. The volume storage density (g / L) indicates the amount (g) of hydrogen that can be stored with respect to the outer volume (L) of the pressure resistant container 2.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】同表からわかることは,発明品1〜4は,
初めに充填した水素ガスを使用した後,耐圧容器2内で
水素ガスを生成して,更に耐圧容器2に補充することが
できる。そのため,いずれの水素ガスの貯蔵能力の値に
ついても,上記比較品1,2に対して,約2倍付近の大
きな値をとっていることである。そのため,上記のごと
く,耐圧容器2内で水素ガスを生成することにより,水
素ガスの貯蔵能力が著しく増大することがわかる。そし
て,上記水素ボンベ1は,燃料電池の水素源として使用
する場合にも,この水素電池に供給することができる水
素ガスの量を増大させることができ,燃料電池の水素源
として快適に使用することができる。
As can be seen from the table, the invention products 1 to 4 are:
After using the initially filled hydrogen gas, hydrogen gas can be generated in the pressure resistant container 2 and replenished to the pressure resistant container 2. Therefore, the value of the storage capacity of any hydrogen gas is about twice as large as that of the comparative products 1 and 2. Therefore, as described above, it is found that the hydrogen gas storage capacity is significantly increased by generating the hydrogen gas in the pressure resistant container 2. When the hydrogen cylinder 1 is used as a hydrogen source for a fuel cell, it can increase the amount of hydrogen gas that can be supplied to the hydrogen cell and can be used comfortably as a hydrogen source for a fuel cell. be able to.

【0056】また,上記のごとく水素ボンベ1は,高い
水素ガスの貯蔵能力を有するため,,従来の水素ガスの
貯蔵方法において約2本の水素ボンベで賄う水素の量
を,1本の水素ボンベ1で賄うことができる。それ故,
発明品1〜4の水素ボンベ1によれば,外部から水素ガ
スを補充することなく,同じ耐圧容器2を用いることに
より多くの水素ガスを使用することができる。
Since the hydrogen cylinder 1 has a high hydrogen gas storage capacity as described above, the amount of hydrogen covered by about two hydrogen cylinders in the conventional hydrogen gas storage method is one hydrogen cylinder. You can cover one. Therefore,
According to the hydrogen cylinders 1 of the invention products 1 to 4, a large amount of hydrogen gas can be used by using the same pressure resistant container 2 without replenishing hydrogen gas from the outside.

【0057】また,上記加水分解反応は,密封した耐圧
容器2内で行っているため,NaBHの量と耐圧容器
2の内容積との関係を変えることにより,水素ガスを生
成した後の水素ボンベ1の圧力を容易に代えることがで
きる。例えば,水素ボンベ1の圧力は,耐圧容器2の内
容積に対して,NaBHの量を多くすることにより高
くすることができ,NaBHの量に対して耐圧容器2
の内容積を小さくすることによっても高くすることがで
きる。
Further, since the above hydrolysis reaction is carried out in the sealed pressure-resistant container 2, by changing the relationship between the amount of NaBH 4 and the internal volume of the pressure-resistant container 2, the hydrogen gas after the hydrogen gas is generated is generated. The pressure of the cylinder 1 can be easily changed. For example, the pressure of the hydrogen cylinder 1 can be increased by increasing the amount of NaBH 4 with respect to the internal volume of the pressure container 2, and the pressure of the pressure container 2 with respect to the amount of NaBH 4 can be increased.
It can also be increased by reducing the internal volume of the.

【0058】また,上記水素ボンベ1は,通常時は水素
ガスを充填して使用し,水素ガスの供給源がないところ
で水素ガスがなくなりかけたとき,上記NaBHの粉
体4と水5とを加水分解反応させて水素ガスを生成し,
このような緊急事態を回避することもできる。このよう
な用途としては,例えば,水素を燃料として走行する水
素ガス仕様車等に水素ボンベ1を搭載して使用すること
が考えられる。そして,常時は水素ガスを外部から充填
して使用し,非常時,即ち意に反して水素ボンベ1の水
素ガスが少なくなったとき(ガス欠になりそうなとき)
に,上記加水分解反応を行って水素ボンベ1を再度水素
ガスで充填してこの緊急事態に対応することができる。
[0058] Further, the hydrogen cylinder 1 is normal is used to fill the hydrogen gas, when the hydrogen gas is about to disappear in the absence is a source of hydrogen gas, the powder 4 and water 5 above NaBH 4 Is hydrolyzed to produce hydrogen gas,
It is possible to avoid such an emergency. As such an application, for example, it is considered that the hydrogen cylinder 1 is mounted and used in a hydrogen gas specification vehicle or the like that runs on hydrogen as fuel. In addition, when hydrogen gas is normally used by being filled from the outside, it is used in an emergency, that is, when the hydrogen gas in the hydrogen cylinder 1 runs low (unlikely to run out of gas).
In addition, the above hydrolysis reaction can be performed to refill the hydrogen cylinder 1 with hydrogen gas to cope with this emergency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1における,水素ボンベを示す断面説明
図。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a hydrogen cylinder according to a first embodiment.

【図2】実施例1における,水素ボンベを示す図で,材
料投入口に注射器を接続した状態を示す断面説明図。
FIG. 2 is a view showing a hydrogen cylinder according to the first embodiment, and a cross-sectional explanatory view showing a state in which a syringe is connected to the material inlet.

【図3】実施例1における,耐圧容器の内部にサブタン
クを配置した場合の水素ボンベを示す断面説明図。
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view showing a hydrogen cylinder when a sub-tank is arranged inside the pressure resistant container in the first embodiment.

【図4】実施例1における,材料投入口を設けていない
場合の水素ボンベを示す断面説明図。
FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view showing a hydrogen cylinder in Example 1 when a material inlet is not provided.

【図5】実施例1における,モル比(HO/NaBH
)と水素生成量(wt%)との関係を示すグラフ。
FIG. 5 shows the molar ratio (H 2 O / NaBH) in Example 1.
4 ) A graph showing the relationship between the hydrogen production amount (wt%).

【図6】実施例2における,NaBHと水とを加水分
解反応させたときの,時間(min)と耐圧容器内の圧
力(MPa)との関係を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between time (min) and pressure (MPa) in the pressure resistant container when NaBH 4 and water are hydrolyzed in Example 2.

【図7】実施例2における,モル比(HO/NaBH
)(mol/mol)と反応遅れ時間(s)との関係
を示すグラフ。
FIG. 7 shows the molar ratio (H 2 O / NaBH) in Example 2.
4 ) A graph showing the relationship between (mol / mol) and the reaction delay time (s).

【図8】実施例3における,水素ボンベを示す上面図。FIG. 8 is a top view showing a hydrogen cylinder according to a third embodiment.

【図9】実施例3における,水素ボンベを示す図で,図
8のA−A矢視断面説明図。
FIG. 9 is a diagram showing a hydrogen cylinder according to a third embodiment and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図10】実施例3における,水素ボンベを示す図で,
図8のB−B矢視断面説明図。
FIG. 10 is a diagram showing a hydrogen cylinder in Example 3,
9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...水素ボンベ, 2...耐圧容器, 21...ガス放出孔, 22...材料投入口, 3...触媒, 4...NaBHの粉体 5...水, 6...接触手段,1. . . Hydrogen cylinder, 2. . . Pressure resistant container, 21. . . Gas discharge hole, 22. . . Material input port, 3. . . Catalyst, 4. . . NaBH 4 powder 5. . . Water, 6. . . Contact means,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3E072 AA01 DB03 EA10 4G069 AA03 BB06B BC04B BC67B BC75B CB81 DA05 DA06   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3E072 AA01 DB03 EA10                 4G069 AA03 BB06B BC04B BC67B                       BC75B CB81 DA05 DA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス放出孔及び材料投入口を設けた耐圧
容器と,該耐圧容器内に配置した触媒とを有し,上記材
料投入口からNaBH及び水を投入し,該NaBH
と水とを接触させて,上記触媒の存在下において加水分
解反応を引き起こすことにより,上記耐圧容器内におい
て,水素ガスを生成し貯蔵するよう構成されていること
を特徴とする水素ボンベ。
A pressure vessel 1. A provided with gas discharge holes and the material inlet, and a catalyst disposed in the pressure vessel was charged with NaBH 4 and water from the material inlet, the NaBH 4
A hydrogen cylinder, which is configured to generate and store hydrogen gas in the pressure-resistant container by causing a hydrolysis reaction in the presence of the catalyst by bringing water and water into contact with each other.
【請求項2】 請求項1において,上記水素ボンベは,
上記NaBHを上記耐圧容器に予め投入して内蔵して
おき,水素ガス生成時に上記投入口から上記水を投入す
るよう構成されていることを特徴とする水素ボンベ。
2. The hydrogen cylinder according to claim 1, wherein:
A hydrogen cylinder, characterized in that the NaBH 4 is charged into the pressure resistant container in advance and incorporated therein, and the water is charged from the charging port when hydrogen gas is generated.
【請求項3】 ガス放出孔を設けた耐圧容器と,該耐圧
容器内に配置した触媒と,上記耐圧容器内に互いに接触
しないよう分離させた状態で内蔵したNaBH及び水
と,該NaBHと水とを接触させる接触手段とを有
し,該接触手段により上記NaBHと水とを接触させ
て,上記触媒の存在下において加水分解反応を引き起こ
すことにより,上記耐圧容器内において,水素ガスを生
成し貯蔵するよう構成されていることを特徴とする水素
ボンベ。
3. A pressure-resistant container provided with a gas release hole, a catalyst arranged in the pressure-resistant container, NaBH 4 and water contained in the pressure-resistant container in a separated state so as not to come into contact with each other, and the NaBH 4 And contacting means for contacting water, the contacting means for contacting the NaBH 4 with water to cause a hydrolysis reaction in the presence of the catalyst, thereby producing hydrogen gas in the pressure vessel. A hydrogen cylinder configured to generate and store hydrogen.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項において,
上記耐圧容器は,水素ガスの充填を行う充填口を有して
いることを特徴とする水素ボンベ。
4. The method according to claim 1, wherein
A hydrogen cylinder, wherein the pressure vessel has a filling port for filling hydrogen gas.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項において,
上記触媒は,Co系酸化物よりなることを特徴とする水
素ボンベ。
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A hydrogen cylinder characterized in that the catalyst is made of a Co-based oxide.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項において,
上記水は,上記NaBHに対して,モル比で2〜5倍
の量を用いることを特徴とする水素ボンベ。
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The hydrogen cylinder is characterized in that the water is used in a molar ratio of 2 to 5 times that of NaBH 4 .
【請求項7】 耐圧容器内において,触媒存在下でNa
BHと水とを接触させて,加水分解反応を引き起こす
ことにより,上記耐圧容器内において,水素ガスを生成
し貯蔵することを特徴とする水素ガスの貯蔵方法。
7. A pressure-resistant container containing Na in the presence of a catalyst.
A method for storing hydrogen gas, wherein BH 4 and water are brought into contact with each other to cause a hydrolysis reaction to generate and store hydrogen gas in the pressure resistant container.
【請求項8】 請求項7において,上記触媒は,Co系
酸化物よりなることを特徴とする水素ガスの貯蔵方法。
8. The method for storing hydrogen gas according to claim 7, wherein the catalyst comprises a Co-based oxide.
【請求項9】 請求項7又は8において,上記水は,上
記NaBHに対して,モル比で2〜5倍の量を用いる
ことを特徴とする水素ガスの貯蔵方法。
9. The method for storing hydrogen gas according to claim 7, wherein the water is used in a molar ratio of 2 to 5 times that of NaBH 4 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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